Speisung der Steuerelektronik (Supply) - wicTronic
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GRUNDLAGENLABOR<br />
PROJEKT CDAMP<br />
SPEISUNG DER STEUERELEKTRONIK (SUPPLY)<br />
Inhalt:<br />
1. Einleitung und Zielsetzung............................................................................................2<br />
2. Theoretische Aufgaben – Vorbereitung ........................................................................2<br />
3. Praktische Messaufgaben ............................................................................................5<br />
Filename: Version: Author:<br />
<strong>Speisung</strong>_2_0.doc 2.0 zu Rev 02 S. Wicki<br />
Created: Last modified: Page:<br />
30.08.2007 22.09.2008 21:59 1 / 5
Studiengang Elektrotechnik | Grundlagenlabor / WCK | CDAMP<br />
<strong>Speisung</strong> <strong>der</strong> <strong>Steuerelektronik</strong><br />
1. EINLEITUNG UND ZIELSETZUNG<br />
Dieser Versuch behandelt die <strong>Speisung</strong> <strong>der</strong> <strong>Steuerelektronik</strong> des Verstärkers. Die Schwierigkeit bei<br />
<strong>der</strong> Entwicklung dieses Blockes war, über einen grossen Spannungsbereich eine konstante<br />
Ausgangsspannung zu haben. Insgesamt muss die <strong>Speisung</strong> einen Strom von 200mA liefern<br />
können.<br />
Dieser Versuch hat folgende Zielsetzungen:<br />
• Einführung in die Theorie <strong>der</strong> Schaltregler<br />
• Probleme <strong>der</strong> Schaltregler kennen lernen<br />
• Ground- und <strong>Speisung</strong>skonzepte verstehen<br />
• Verschiedene Dioden kennen lernen<br />
• Datenblätter und Schemata lesen<br />
2. THEORETISCHE AUFGABEN – VORBEREITUNG<br />
2.1 Eingangsschutzbeschaltung<br />
Analysieren wir die Eingangsschutzbeschaltung:<br />
a) Durch einen Kurzschluss in <strong>der</strong> Schaltung<br />
fliesst ein Strom von 20A durch die<br />
Sicherung F100. Wie lange dauert es, bis<br />
die Sicherung auslöst (bei<br />
Raumtemperatur)?<br />
b) Für was ist die Diode D100 zuständig?<br />
c) Bei falscher Polung fliesst ein Strom von<br />
20A durch die Diode D100. Wie gross<br />
wird die Spannung über ihr?<br />
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Studiengang Elektrotechnik | Grundlagenlabor / WCK | CDAMP<br />
<strong>Speisung</strong> <strong>der</strong> <strong>Steuerelektronik</strong><br />
2.2 Schaltregler<br />
Befassen wir uns nun mit dem Schaltregler U100 (LT1676CS8) und dessen Beschaltung:<br />
a) Beschreiben Sie in wenigen Sätzen dessen Funktionsweise.<br />
b) Was ist die maximale Eingangsspannung?<br />
c) Mit welcher Frequenz schaltet er?<br />
d) Welcher maximale Strom kann <strong>der</strong> Schaltregler garantiert über längere Zeit zur<br />
Verfügung stellen?<br />
e) Berechnen Sie die minimale und maximale Ausgangsspannung des Schaltreglers für 25°C<br />
und über den ganzen Temperaturbereich (die Wi<strong>der</strong>stände seien toleranzfrei).<br />
f) Was bezweckt die Diode D101?<br />
g) Welche Spannungen hat <strong>der</strong> Pin 3 des Schaltreglers TP101 (VSW)?<br />
h) Bis zu welcher minimalen Eingangsspannung funktioniert <strong>der</strong> Schaltregler sicher noch?<br />
i) Was spricht gegen den Einsatz eines Linearreglers?<br />
j) Was bewirkt die Spule L100? Warum kann man nicht direkt einen Kondensator als<br />
Glättung verwenden?<br />
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<strong>Speisung</strong> <strong>der</strong> <strong>Steuerelektronik</strong><br />
2.3 Groundkonzept<br />
Auf komplexeren Boards sind häufig analoge und digitale <strong>Speisung</strong>en vorhanden. Die immer<br />
kleiner werdenden Versorgungsspannungen benötigen vermehrt gute <strong>Speisung</strong>skonzepte. Hat man<br />
z.B. eine Versorgungsspannung (z.B. 9V) und man möchte damit analoge und digitale<br />
Schaltungen speisen, muss man darauf achten, dass die analoge Spannung von <strong>der</strong> digitalen gut<br />
entkoppelt wird.<br />
Folgendes <strong>Speisung</strong>skonzept hat sich in <strong>der</strong> Praxis bewährt:<br />
a) Warum verursachen digitale Schaltungen<br />
so viele Störungen?<br />
b) Was bezweckt die LC-Kombination?<br />
c) Was bezweckt <strong>der</strong> 0Ω- Wi<strong>der</strong>stand?<br />
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<strong>Speisung</strong> <strong>der</strong> <strong>Steuerelektronik</strong><br />
3. PRAKTISCHE MESSAUFGABEN<br />
3.1 Messungen am Eingangsschutz<br />
a) Verpolen Sie die Eingangsspannung und messen Sie die Spannung über <strong>der</strong> Diode in<br />
Funktion des Stromes im Bereich 0...2A. Deckt sich die Messung mit Ihren Erwartungen?<br />
3.2 Messungen am Schaltregler<br />
a) Speisen Sie die Schaltung mit 30V. Messen Sie die Gleichspannungen an TP100 (VCC)<br />
und an TP102 (VFB). Deckt sich die Messung mit Ihren Erwartungen?<br />
b) Messen Sie die Spannung an TP101 (VSW) mit dem KO und zeichnen Sie den zeitlichen<br />
Verlauf auf. Messen Sie die Schaltfrequenz und das Tastverhältnis.<br />
c) Berechnen Sie die in Diode D101 erzeugte Verlustleistung bei einem Laststrom vom<br />
200mA und einer Eingangsspannung von 30V.<br />
d) Messen Sie die Spannung über L100 mit dem KO und zeichnen Sie den zeitlichen<br />
Verlauf auf. Für was ist die Spule zuständig? Wie könnte man die Verlustleistung in <strong>der</strong><br />
Spule berechnen, welche Angaben würde man benötigen?<br />
e) Messen Sie den Ausgangswi<strong>der</strong>stand <strong>der</strong> Schaltung.<br />
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